Неизвестный танк часть 2 - 25

ДИЗЕЛЬ И КАРБЮРАТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

На рис. 168 показаны примерные температуры и давления в цилиндре дизеля и в цилиндре карбюраторного двигателя в разные мо­менты рабочего цикла.

Рис. 168. Температуры и давления в цилиндре двигателя

При сравнении данных карбюраторного двигателя с данными дизеля видно, прежде всего, что давление в конце сжатия и в конце сгорания у карбюраторного двигателя гораздо ниже, чем у дизеля. Это объясняется тем, что степень сжатия у карбюраторных двигателей значительно меньше, чем у дизелей: у карбюраторного дви­гателя 4—7, у дизеля 13—18.

Повышение степени сжатия увеличивает процент используемого в двигателе тепла и, следовательно, уменьшает расход горючего. Однако при повышении степени сжатия в карбюраторном двигателе возможны самовоспламенение и детонация горючего.

ВОСПЛАМЕНЕНИЕ ОТ СЖАТИЯ

Так как в цилиндре карбюраторного двигателя сжимается не воз­дух, а рабочая смесь, то частицы горючего, нагреваясь при сжатии, могут воспламениться раньше, чем смесь будет воспламенена электриче­ской искрой. Давление газов при сгорании будет препятствовать движе­нию поршня вверх, а к началу хода расширения их энергия будет уже в значительной мере израсходована — часть тепла уйдет через стенки цилиндра. Мощность двигателя в этом случае резко падает.

Чем выше степень сжатия, тем сильнее нагревается рабочая смесь и тем больше опасность ее воспламенения от сжатия.

ДЕТОНАЦИЯ

При детонации горючее сгорает во много раз быстрее, чем при обычном горении; так, при детонации пламя распространяется со скоро стью 2500—3000 ,м/сек, что примерно в 100 раз быстрее, чем при обыч­ном сгорании. В цилиндре происходит взрыв, подобный взрыву пороха в стволе оружия, вследствие чего происходит резкий удар.

Сущность явления детонации окончательно еще не установлена. Обычно считают, что под действием высокой температуры и давления в горючем происходят химические превращения, в результате которых образуются так называемые пероксиды; эти вещества и взрываются в цилиндре.

В отличие от самовоспламенения, происходящего до зажигания смеси электрической искрой, детонация происходит после зажигания, когда повышаются давление и температура смеси. Продолжительная работа с детонацией приводит к разрушению деталей двигателя и выходу его из строя.

Детонация зависит от сорта применяемого горючето. Различные сорта горючего неодинаково склонны к детонации. Так, опасность де­тонации в карбюраторном двигателе при работе на керосине значи­тельно больше, чем при работе на бензине; поэтому керосиновые дви­гатели редко имеют степень сжатия больше 4. Разным сортам бензина-детонация свойственна тоже в различной мере.

Склонность горючего к детонации, а следовательно, и возможность применения его при той или иной степени сжатия определяются октановым числом.

Октановое число определяют, сравнивая испытуемое горючее со смесью изооктана — горючего вещества, мало склонного к детонации, и нормального гептана — сильно детонирующего вещества. Так, напри­мер, если бензин начинает детонировать при той же степени сжатия и на одном и том же двигателе, что и смесь из 70% изооктана и 30% геп­тана, то говорят, что октановое число бензина равно 70.

Чем выше октановое число, т. е. чем ближе бензин по свойствам к чи­стому изооктану, тем меньше опасность детонации, поэтому горючее с более высоким октановым числом можно применять при более высокой степени сжатия. Иногда для двигателей с весьма высокой степенью сжатия, главным образом, авиационных, применяют горючее с октано­вым числом выше 100, т. е, еще менее склонное к детонации, чем изо-октан.

Склонность к детонации уменьшается, если к бензину прибавлять в небольших количествах специальные вещества — антидетонаторы: эти­ловую жидкость, карбонил железа и др.

Детонация зависит также от нагрузки двигателя, его оборотов, со­става горючей смеси, температуры воздуха, поступающего в двигатель, и других факторов, на которых мы здесь не останавливаемся.

ПРЕИМУЩЕСТВА ДИЗЕЛЯ И ЕГО НЕДОСТАТКИ

Стремление повысить степень сжатия заставляет применять для карбюраторных двигателей высококачественный бензин. Однако и в этом случае степень сжатия карбюраторного двигателя примерно вдвое меньше, чем дизеля, работающего на дизельном топливе или трактор­ном керосине. Эти сорта горючего значительно безопаснее бензина в по­жарном отношении и дешевле его. Кроме того, при  перегонке  тонны нефти можно получить (без специальной переработки) примерно 30 кг бензина, а дизельного топлива в 8 раз больше—240 кг.

Главным преимуществом дизеля над карбюраторным двигателем является большая экономичность вследствие более высокой степени сжа­тия и меньшая стоимость применяемого горючего.

С увеличением степени сжатия, как будет показано ниже, увеличи­вается часть тепловой энергии горючего, переходящая в полезную ра­боту, и уменьшается энергия, теряемая с отработавшими газами, а также отводимая с охлаждающей водой.

Лучшее использование тепловой энергии в дизеле определяет его значительно большую экономичность по сравнению с карбюраторным двигателем; расход горючего у дизеля на единицу мощности значительно меньше (160—200 г/л. с.ч.), чем у карбюраторного двигателя (230— 280 г/л. с. ч.). Это дает возможность при одной и той же емкости топлив­ных баков повысить запас хода танка.

Кроме того, применение тяжелого (дизельного) топлива повышает пожарную безопасность как при эксплуатации машин, так и при хране­нии горючего.

Однако дизель имеет и свои недостатки. Так, более высокое давле-ние в цилиндре дизеля требует увеличения прочности всех его деталей; это приводит к увеличению размеров двигателя и его веса. При одина­ковой мощности дизель будет больше по размерам и тяжелее карбю­раторного двигателя. Например, карбюраторный двигатель мощностью 1200 л. с. весит 700—800 кг, а авиационный дизель той же мощности — 1100—1200 кг, т. е. почти в 1,5 раза тяжелее.

• Назад
• Вперед